雙頻合成振動(dòng)壓實(shí)方法的試驗(yàn)研究.pdf

1、為了強(qiáng)化壓實(shí)過程，本文提出多頻合成振動(dòng)壓實(shí)方法，即任一時(shí)刻有多個(gè)激振頻率及其對(duì)應(yīng)的振幅同時(shí)作用于被壓實(shí)材料，使被壓實(shí)材料大小不同的顆粒處于共振狀態(tài)，且顆粒間的摩擦作用減小，為有效壓實(shí)創(chuàng)造了有利條件，其中，雙頻合成振動(dòng)壓實(shí)是一種簡單而有效的壓實(shí)方法。由頻率合成分析可知，雙頻合成振動(dòng)的兩個(gè)簡諧分量應(yīng)與被壓實(shí)材料固有頻率的主要成分相適應(yīng)，如一個(gè)為適合壓實(shí)表面層的高頻低幅分量，如頻率取36～65Hz，振幅取0.4～0.8mm；另一個(gè)為適合壓實(shí)中

2、下層的低頻高幅分量，如頻率取20～30Hz，振幅取0.8～2.0mm。 論文提出“在合理的工作速度下，上中下各層的壓實(shí)度同時(shí)滿足要求”的參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)計(jì)了雙頻合成振動(dòng)壓實(shí)樣機(jī)，利用正交試驗(yàn)方法對(duì)樣機(jī)的頻率及頻率比、振幅及振幅比和相位參數(shù)等進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果是兩個(gè)頻率的相位差及頻率比對(duì)壓實(shí)效果的影響最明顯；兩頻率成分的振幅及其振幅比對(duì)壓實(shí)效果的影響較明顯；兩頻率成分的頻率值對(duì)壓實(shí)效果的影響不大；激振器的相位對(duì)壓實(shí)效果的影響較小。本

3、次試驗(yàn)的較佳參數(shù)組合是：低頻頻率取24Hz，頻率比取1∶3，低頻振幅取1.0mm，振幅比取2∶1，兩頻率的相位差取0°，激振器初始相位取90°。 在參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了性能試驗(yàn)。在同等試驗(yàn)條件下，與同等規(guī)格的普通單頻振動(dòng)壓路機(jī)相比，在表層壓實(shí)度高3.36％，在下層壓實(shí)度高4.28％，達(dá)到相同壓實(shí)度所需的壓實(shí)遍數(shù)少1/3。說明樣機(jī)不但具有良好的整體壓實(shí)效果，而且具有明顯的深層壓實(shí)優(yōu)勢，同時(shí)具有較高的生產(chǎn)率。選取黃土和粉

4、土進(jìn)行了樣機(jī)的壓實(shí)適應(yīng)性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示樣機(jī)對(duì)所選的幾種壓實(shí)材料都具有良好的壓實(shí)效果，在振動(dòng)壓實(shí)12遍后，黃土的表層壓實(shí)度為87.04％，下層壓實(shí)度為76.34％；粉土的表層壓實(shí)度為90.25％，下層壓實(shí)度為86.08％。表明雙頻合成振動(dòng)壓實(shí)對(duì)被壓實(shí)材料具有較好的適應(yīng)性。 對(duì)試驗(yàn)中得到的動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行了處理和分析。加速度信號(hào)分析表明：隨壓實(shí)遍數(shù)的增加，加速度幅值與功率譜值呈先增加后基本穩(wěn)定的趨勢；與單頻振動(dòng)壓實(shí)相比，雙頻合成振動(dòng)

5、壓實(shí)能量集中在兩個(gè)工作頻率處，具有多頻多幅的特點(diǎn)。土壓力信號(hào)分析表明：與普通振動(dòng)壓路機(jī)相比，壓力沿深度衰減較慢，且深層壓力增長明顯。動(dòng)態(tài)信號(hào)分析結(jié)果證明了多頻合成振動(dòng)壓實(shí)的優(yōu)勢。 建立了二自由度系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)壓實(shí)過程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真研究。利用加速度值和系統(tǒng)固有頻率的實(shí)測結(jié)果分別對(duì)土壤剛度和阻尼進(jìn)行了識(shí)別。壓實(shí)過程的仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相近，動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析結(jié)果表明低頻頻率的取值應(yīng)比系統(tǒng)的二階固有頻率稍高，頻率比應(yīng)取2.5左右。綜